第10课 LED表情灯板#
10.1 项目介绍：#
如果在我们的机器人上加一块表情面板，会非常有趣。8x16 LED点阵可以满足需求，能自己创建面部表情、动画等。微处理器（Arduino）通过两线总线接口与AiP1640通讯，控制点阵上128个LED的亮灭来显示图案。
10.2 元件知识：#
1. 如何控制每一个 LED？
8x16 点阵共有 128 个 LED。为了简化控制，我们将这 128 个灯分为 16 列，每列有 8 个灯。 在计算机中，一个字节（Byte）由 8 位（Bit）组成，每一位可以是 0 或 1。
1 代表 LED 亮
0 代表 LED 灭
因此，1 个字节的数据正好可以控制 1 列（8个）LED 的状态。要控制整个 8x16 点阵，我们需要发送 16 个字节的数据，分别对应 16 列。
接口说明及通讯协议
微处理器（Arduino）通过两线总线接口与AiP1640通讯。通讯协议图中，(SCLK)为SCL，(DIN)为SDA：
①数据输入开始条件：SCL为高电平，SDA由高变低。
②数据命令设置：示例程序中选择 “地址自动加1” 方式，二进制为0100 0000，对应十六进制0x40。
③地址命令设置：示例程序中选择第一个00H，二进制为1100 0000，对应十六进制0xc0。
④数据输入：SCL为高电平时SDA信号保持不变，低电平时可改变，数据输入低位在前、高位在后传输。
⑤数据传输结束条件：SCL为低时SDA为低，SCL变高时SDA变高。
⑥显示控制：示例中选择脉宽为4/16，十六进制为0x8A。
取模工具的使用说明
设置时，我们需要把一个图案转换成1组16个的16位数据，这里就需要用到一个取模软件
，这个软件已放入资料文件夹中。使用时打开图标，显示如下图。
点击 “新建图案” 
，根据显示屏规格，设置宽度为16，高度为8，如下图。
初始时发现格点不大，不方便设置，我们可以通过点击 “模拟动画” 设置格点大小，点击“放大格点” 
来放大格点。如下图。
一直鼠标左键点击，就可以一直放大格点了。放大后，我们就可以通过用鼠标点击白色区域，设置显示图案了。
设置时，鼠标点击（左右键都可以）白色格点，变为黑色；再点击黑色格点，变为白色。黑色代表该格点显示亮起，白色代表格点不显示。显示屏最多能设置16*8个点显示。设置笑脸显示如下图。
点击 “参数设置”，选择 “其他选项”，设置如下图。设置完成点击 “确定” 
。
点击 “取模方式”，选择 “C51格式”。如下图：
设置成功后，在以下区域就可以看到对应的16个数据了，只需要将数据复制粘贴在数组中，就可以用直接调用了。（0x00,0x00,0x1C,0x02,0x02,0x02,0x5C,0x40,0x40,0x5C,0x02,0x02,0x02,0x1C,0x00,0x00）
规格参数：
工作电压: DC 3.3-5V
功率损耗：400mW
震荡频率：450KHz
驱动电流：200mA
通信方式：I2C通信
10.3 项目组件：#
组装好的智能车(未插上蓝牙模块) *1 |
USB线 *1 |
5号(1.5V)电池 *6（电池自备） |
|---|---|---|
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10.4 接线图：#
⚠️ 特别注意：4WD智能车已经组装好了，这里不需要把8x16 LED点阵模块拆下来又重新组装和接线，这里再次提供接线图，是为了方便您编写代码！
8x16 LED点阵模块 |
电机驱动扩展板 |
|---|---|
GND |
G |
VCC |
5V |
SDA |
A4 |
SCL |
A5 |
⚠️ 特别注意：
接线时请确保电源断开(拔掉Arduino主控板上的USB线或将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “OFF” 端)，避免短路。
电源连接：电池盒电源接到电机驱动扩展板的 BAT 接口（注意正负极不要接反），端口正反面，请勿反插，否则会损坏端口。
电池正负极切勿接反，否则可能烧毁电机驱动扩展板。
电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “ON” 端。
10.5 示例代码1：显示静态笑脸#
这段代码将在点阵上显示一个固定的笑脸图案。
⚠️ 重要提示：
上传示例代码前，请务必拔掉蓝牙模块！ 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信（TX/RX），如果不拔掉，示例代码上传会失败。
10.6 项目结果1：#
⚠️ 重要提示：
上传示例代码前，请务必拔掉蓝牙模块！ 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信（TX/RX），如果不拔掉，示例代码上传会失败。
外接电源，将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “ON” 端，上电后。选择好正确的设备（Keyes 4WD Robot）和 对应的端口（COMxx），然后单击 
按钮上传示例代码至Arduino控制板。
代码上传成功后，你将看到 8x16 LED 点阵上显示出一个清晰的笑脸图案。
10.7 示例代码2：动态表情动画#
既然我们可以显示静态图案，那么快速切换不同的图案就能形成动画效果。让我们尝试让点阵依次显示：“前进”、“后退”、“停止” 图案，然后 “清屏”，每个状态停留 2 秒。
利用取模工具得到要显示的图形代码:
爱心 (Heart):
前进 (Front):
后退 (Back):
左转 (Left):
右转 (Right):
停止 (Stop):
清屏 (Clear):
接线图保持不变：
⚠️ 重要提示：
上传示例代码前，请务必拔掉蓝牙模块！ 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信（TX/RX），如果不拔掉，示例代码上传会失败。
10.8 项目结果2：#
⚠️ 重要提示：
上传示例代码前，请务必拔掉蓝牙模块！ 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信（TX/RX），如果不拔掉，示例代码上传会失败。
外接电源，将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “ON” 端，上电后。选择好正确的设备（Keyes 4WD Robot）和 对应的端口（COMxx），然后单击 按钮上传示例代码至Arduino控制板。
代码上传成功后，8x16 LED 点阵上显示 “前进”、“后退”、“停止” 图案，然后清屏，循环进行。
10.9 代码解释：#
初始化8x16 LED 点阵的引脚。
清屏。
有很多选项，可以选择任意一种。